A medição da espessura das películas depositadas é crucial para várias aplicações, desde a investigação até aos processos industriais.
Existem vários métodos disponíveis, cada um adequado a diferentes espessuras de película e propriedades do material.
4 Métodos Principais Explicados
1. Perfilometria e Interferometria
A perfilometria e a interferometria são métodos mecânicos que requerem um sulco ou degrau entre a película e o substrato.
Estas ranhuras são criadas quer mascarando partes do substrato, quer removendo seletivamente partes da película depositada.
Na perfilometria com caneta, uma caneta traça fisicamente o perfil da superfície, medindo a diferença de altura entre a película e o substrato.
A interferometria, por outro lado, utiliza a interferência de ondas de luz para medir a espessura.
Este método requer uma superfície altamente reflectora para gerar franjas de interferência, que são depois analisadas para determinar a espessura da película.
Ambos os métodos medem a espessura em pontos específicos, tornando a uniformidade da película um fator crítico para a precisão.
2. Microscopia Eletrónica de Transmissão (TEM)
A TEM é utilizada para analisar películas finas, particularmente na gama de alguns nanómetros a 100 nm.
Este método implica a utilização de um feixe de iões focalizado (FIB) para preparar amostras com espessuras adequadas.
O TEM fornece imagens de alta resolução, permitindo uma análise pormenorizada da estrutura e espessura da película.
É particularmente útil para materiais condutores e semicondutores.
3. Espectrofotometria
A espetrofotometria é utilizada para medir espessuras de película entre 0,3 e 60 µm.
Este método utiliza o princípio da interferência, em que a interferência das ondas de luz é afetada pela espessura e pelo índice de refração da película.
Analisando os padrões de interferência, a espessura da película pode ser determinada.
Este método é eficaz para películas transparentes e requer o conhecimento do índice de refração da película.
4. Seleção da técnica de medição
A escolha da técnica de medição depende de factores como a transparência do material, a precisão requerida e a informação adicional necessária para além da espessura, como o índice de refração, a rugosidade da superfície e as propriedades estruturais.
Para a análise da composição elementar, são utilizadas técnicas como a microscopia eletrónica de varrimento (SEM) equipada com um detetor de espetroscopia de dispersão de energia (EDS), que pode identificar e quantificar elementos e compostos na película.
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